(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスク（１０）にビット単位のマイクロホログラムを書き込むためのホログラフィシステム（１６）であって、
複数の信号ビーム（２０）と複数の参照ビーム（２２）とに分割される光源（１８）と、
前記複数の参照ビーム（２２）を伝送及び出力するように構成された複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）と、
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）によって出力される前記複数の参照ビーム（２２）を受けるように構成され、出力された前記複数の参照ビーム（２２）を前記光ディスク（１０）内の複数の照射スポット（８８、１１０）に集束するように構成された１組の光学要素（３２）であって、前記複数の照射スポット（８８、１１０）の各照射スポット（８８、１１０）が、前記光ディスク（１０）内の複数のデータトラック（１２）のうちの１つの上に位置する、１組の光学要素（２８、３２）と、
それぞれの照射スポット（８８、１１０）にそれぞれのマイクロホログラムを用いて記録を行うために、前記複数の信号ビーム（２０）から得られた複数の変調信号ビーム（２６）を、それぞれの照射スポット（８８、１１０）に集束するように構成された光学素子兼サーボシステム（２８）と、
を含む、システム（１６）。
【請求項２】
前記複数の照射スポット（８８、１１０）が前記光ディスク（１０）内の１つのデータ層にほぼ制限される、請求項１に記載のシステム（１６）。
【請求項３】
前記複数の照射スポット（８８、１１０）が前記光ディスク（１０）内の複数のデータ層に分配される、請求項１または２に記載のシステム（１６）。
【請求項４】
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）が、Ｖ字溝付き構造体（１０６、１０８）を使用して共に束ねられる、請求項１から３のいずれかに記載のシステム（１６）。
【請求項５】
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）が取付部材（９８）内に共に束ねられ、
前記取付部材（９８）がビーム伝播軸に沿って回転可能である、
請求項１から４のいずれかに記載のシステム（１６）。
【請求項６】
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）が、１次元アレイ（１１２）内に構成される、請求項１から５のいずれかに記載のシステム（１６）。
【請求項７】
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）が、２次元アレイ（１１４）内に構成される、請求項１から６のいずれかに記載のシステム（１６）。
【請求項８】
前記複数の多偏光保持光ファイバ（７６、７８、８０、９６）が、１つのコヒーレンス値を有する複数の光波（１０２、１０４）を伝送するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載のシステム（１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、概略的には、ビット単位のホログラフィデータ記憶技術に関する。より具体的には、本技術は、ホログラフィディスクの平行複製を行う方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
計算性能が進歩したので、計算技術は、特に、民生ビデオ、データ保管、文書記憶、画像処理、及び映画製作などの新しい適用分野に入ってきた。これらの適用例は、記憶容量及びデータ速度を増大させるデータ記憶技術の開発を推し進めてきた。
【０００３】
データ記憶技術の開発の１例は、光記憶システムの革新的に大きい記憶容量である可能性がある。例えば、１９８０年代初期に開発されたコンパクトディスクは、約６５０〜７００ＭＢのデータ、又は約７４〜８０分の２チャンネルオーディオプログラムの容量を有する。それに対して、１９９０年代初期に開発されたデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）形式は、約４．７ＧＢ（１層）又は８．５ＧＢ（２層）の容量を有する。さらに、一層大きい記憶容量技術が、より高解像度のビデオ形式に対する需要などのより大きい需要に合わせるために開発されてきた。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商標）形式などの大容量記憶形式は、１層ディスクには約２５ＧＢ、又は２層ディスクには５０ＧＢを保持することができる。計算技術が進歩し続けるにつれて、一層大きい容量を有する記憶媒体が望まれる可能性がある。例えば、ホログラフィ記憶システム及びマイクロホログラフィ記憶システムが、記憶装置産業における容量増大要件を達成することができる、他の進歩する記憶技術の例である。
【０００４】
ホログラフィ記憶は、感光記憶媒体内で２つの光ビームの交差により作られる３次元干渉パターンの影像である、ホログラム形式のデータ記憶である。ページに基づくホログラフィ技術及びビット単位のホログラフィ技術の両方を追求してきた。ページに基づくホログラフィデータ記憶では、デジタル形式でエンコードされたデータ（例えば複数のビット）を含む信号ビームが、化学反応をもたらす記憶媒体の体積内の参照ビームと重畳されるが、この参照ビームは、この体積内の媒体の屈折率を変調する。従って、通常、各ビットが干渉パターンの一部として記憶される。ビット単位のホログラフィ又はマイクロホログラフィデータ記憶では、全ビットが、通常は２つの記録用逆伝播集束ビームにより生成される、マイクロホログラム又はブラッグ反射回折格子として書き込まれる。次に、記録用ビームを再構成するのに、マイクロホログラムに反射する読出ビームを使用することによってデータが検索される。
【０００５】
ビット単位のホログラフィシステムは、より小さい空間の、層に集束するマイクロホログラムの記録を可能にし、従って、従来の光システムよりも大幅に大きい記憶容量を提供することができる。しかし、ビット単位のホログラフィシステムのバンド幅は、１つの伝送チャンネルの伝送速度、及びホログラフィ記憶ディスクの回転速度によって制限される可能性がある。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ（商標）システムの通常のディスク回転速度は、１２倍ＢＤ速度で、約４３０メガビット／秒の１チャンネル伝送となる可能性がある。この伝送速度において、ディスクのデータ層当りの記録時間は、約５００秒である。ビット単位のマイクロホログラフィシステムの伝送速度を増大させる技術は、効果的である可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１４７３３３号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本技術の実施形態は、複数の光波を１組の集束用要素に伝送及び出力するように構成された複数の光ファイバを有する光デバイスを提供する。１組の集束用要素は、複数の光ファイバによって出力される複数の光波を受けるように構成され、複数の照射スポットをホログラフィディスク上に集束するように構成される。複数の照射スポットの各照射スポットは、ホログラフィディスク内の複数のデータトラックのうちの１つの上に位置する。
【０００８】
別の実施形態は、複数の光波を伝送及び出力するように構成された光デバイスを提供する。本光デバイスは、第１の組の光学要素及び第２の組の光学要素を含む。第１の組の光学要素は、複数の光ファイバによって出力される複数の光波を受けるように構成され、ディスクの一方の側から、複数の光波をホログラフィディスク内の複数の第１の光スポットに集束するように構成され、複数の第１の光スポットの各光スポットは、光ディスク内の複数のデータトラックのうちの１つの上に位置する。第２の組の光学要素は、複数の光ファイバによって出力される複数の光波を受けるように構成され、ディスクの他方の側から、複数の光波をホログラフィディスク内の複数の第２の光スポットに集束するように構成され、複数の第２の光スポットの各光スポットは、複数の第１の光スポットの対応する光スポットと重畳し、ホログラムを形成する。
【０００９】
別の実施形態は、ホログラフィディスク内の平行データトラック上にマイクロホログラムを記録して読み出す方法を提供する。本方法は、光学システム内に光ファイバ束を設けることを含む。光ファイバ束は、複数の光ファイバを含み、光ファイバ束は、ホログラフィディスク内に集束スポットを形成するように構成される。本方法は、集束スポットが複数のデータトラック上に形成されるように、光学システム内の１以上の要素を調整することをさらに含む。
【００１０】
図面を通して同様の記号が同様の部品を表す、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点が、より十分に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ある実施形態に係るデータトラックを有する光ディスクを示す図である。
【図２】ある実施形態に係るマイクロホログラフィ複製システムのブロック図である。
【図３Ａ−３Ｂ】ある実施形態に係る単一ビーム複製技術と複数平行ビーム複製技術とを比較した概略図である。
【図４】ある実施形態に係るホログラフィディスクの複数のトラック上に平行に記録するマルチヘッドシステムの概略図である。
【図５】ある実施形態に係るホログラフィディスクの複数のトラック上に平行に記録する複数のビームを伝送する単一ヘッドの概略図である。
【図６】ある実施形態に係る様々なタイプの偏光保持光ファイバ（ＰＭＦ）を表す断面図である。
【図７】ある実施形態に係るホログラフィディスクに入射する複数の光波の概略側面図である。
【図８】ある実施形態に係るホログラフィディスクにおける干渉を示す、図７の拡大概略図である。
【図９】ある実施形態に係る偏光が１方向に並んだ複数の光ビームを伝送するように構成された、複数のＰＭＦの断面図である。
【図１０】ある実施形態に係る偏光が交互に並んだ複数の光ビームを伝送するように構成された、複数のＰＭＦの断面図である。
【図１１】ある実施形態に係る１波長及び異なる空間コヒーレンスで複数の光ビームを伝送するように構成された、複数のＰＭＦの断面図である。
【図１２】ある実施形態に係る異なる空間コヒーレンス及び異なる波長を有する複数の光ビームを伝送するように構成された、複数のＰＭＦの断面図である。
【図１３】ある実施形態に係る溝付取付具に嵌合するように構成された、複数のＰＭＦの断面図である。
【図１４】ある実施形態に係るホログラフィ記憶媒体のトラックピッチに応じて傾斜する１次元ファイバアレイを示す概略図である。
【図１５】ある実施形態に係るホログラフィ記憶媒体のトラックピッチに応じて傾斜する２次元ファイバアレイを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本技術の１以上の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、明細書には、実際の実装形態の特徴を全て説明するわけではない。いかなる工学技術又は設計プロジェクトでも同様であるが、いかなるこのような実際の実施形態の開発においても、実施形態ごとに異なる可能性があるシステム関連及びビジネス関連の制約に従うことなどの、開発者固有の目的を達成するのに、多くの実施形態に即した判断を行う必要があることを理解されたい。さらに、このような開発努力は、複雑で時間が掛かる可能性があるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとっては、設計、加工、及び製造を行う日常業務であることを理解されたい。
【００１３】
ビット単位のホログラフィデータ記憶システムには、通常、記録媒体（例えばホログラフィディスク）内の２つの重畳干渉ビームを放射することによって記録することが含まれる。集束ビームにより照射されるとき、体積反射鏡として作用するマイクロホログラムと呼ばれる微視的サイズの局在化するホログラフィパターンが存在するか、又は存在しないかによって、データビットを表す。例えば、図１に示すホログラフィディスク１０は、その層内にデータビットをどのように構成することができるかを表す。通常、ホログラフィディスク１０は、透明なプラスチック被覆に埋め込まれた１以上のデータ記憶層を含む平坦な円形ディスクである。データ層は、ビット単位のホログラフィデータ記憶に使用されるマイクロホログラムなどの、光を反射することができる多数の表面を含むことができる。ある実施形態では、データ層は、ディスク１０に当たる強照射光ビームに反応するホログラフィ記録可能材料を含むことができる。例えば、様々な実施形態では、ディスク１０の材料は、閾値反応性又は線形反応性とすることができる。データ層は、約０．０５μｍ〜５μｍの間の厚さとすることができ、約０．５μｍ〜２５０μｍの間の間隔を有することができる。
【００１４】
マイクロホログラム形式のデータは、通常、ディスク１０の外縁部から内側限界部までの連続的な螺旋状トラック１２内に記憶することができるが、同心円状の円形トラック又は他の構成を使用することができる。主軸穴１４は、ホログラフィシステムの主軸の周りに係合するように寸法を決めることができ、データ記録及び／又は読出しのためにディスク１０を回転させることができるようにする。
【００１５】
ホログラフィディスク１０にマイクロホログラムを記録する一般的なシステムを、図２のブロック図に提供する。ホログラフィシステム１６は、信号ビーム２０及び参照ビーム２２に分割することができる光源１８を含む。説明するように、ある実施形態では、光源１８（単一の光源又は複数の光源である可能性がある）は、ディスク１０の平行トラック１２上に記録する複数の平行光ビームを放射することができる。平行光源ビームは、平行信号ビーム２０及び平行参照ビーム２２に分割することもできる。信号ビーム２０は、ディスク１０上に記録するデータに応じて変調することができる（ブロック２４）。ある実施形態では、プロセッサ４０は、信号ビーム２０の変調（ブロック２４）を制御することができる。変調信号ビーム２６は、光学素子兼サーボ機構システム２８を通過することができ、光学素子兼サーボ機構システム２８は、集束信号ビーム３０をディスク１０の特定の位置に集束するように構成された様々な光学及びサーボ機構デバイスを含むことができる。例えば、光学素子兼サーボ機構システム２８は、集束信号ビーム３０をディスク１０の特定のデータ層又はデータトラック１２に集束することができる。
【００１６】
参照ビーム２２は、集束参照ビーム３４をディスク１０の特定のデータ層又はデータトラック１２に集束するように設計された様々な光学素子兼サーボ機構デバイスを含む光学素子兼サーボ機構システム３２を通過することもでき、集束参照ビーム３４が集束信号ビーム３０と重畳するようにする。マイクロホログラムは、ホログラフィディスク１０内の、２つの重畳する逆伝播集束レーザビーム３０及び３４により形成された干渉パターンの照射スポットに記録することができる。ある実施形態では、記録されたマイクロホログラムは、集束参照ビーム３４を使用してディスク１０から検索することができる。データ反射光３６と呼ばれる集束参照ビーム３４の反射光は、信号検出用の検出器３８において受け取ることができる。
【００１７】
連続する複数のマイクロホログラムは、主軸穴１４を通して配置される主軸の周りにディスク１０を回転させるとき、所望のトラックへの重畳する逆伝播集束ビームを保持することによって、ディスク１０のトラック１２上に記録することができる。通常、マイクロホログラムをホログラフィディスク１０の適当なトラック１２及び／又は層に正確に確実に記録するように、ある程度の逆伝播ビーム重畳を保持する。光学及びサーボ機構システム２８及び３２は、マイクロホログラム記録プロセス中にディスク回転によって所望の重畳を動的に保持するために利用することができる。
【００１８】
このような光学及びサーボ機構要素２８及び３２は、ホログラフィディスク１０に記録するエンドユーザデバイスの複雑性を増大させる可能性がある。本技術は、単一ビーム露光を使用して、エンドユーザデバイスによりディスク１０を変更及び／又は消去することができるように、マイクロホログラムを有するホログラフィディスク１０を事前作成する方法及びシステムを提供する。ホログラフィディスクの事前作成は、ホログラフィディスク１０の製造プロセス中にマイクロホログラムを記録することを指す。事前作成プロセス中に記録されたマイクロホログラムは、コード、アドレス、トラッキングデータ、及び／又は他の補助的な情報を表すことができる。事前記録されたマイクロホログラムは、重畳する逆伝播ビームではなく、単一ビームを使用して引き続き変更及び／又は消去することができる。従って、エンドユーザシステムは、事前作成されたホログラフィディスクにデータを記録するのに、重畳する逆伝播レーザビームを保持する必要がない。その代わりに、単一ビームを使用するエンドユーザシステムは、事前作成されたホログラフィディスク上でマイクロホログラムを記録、変更、及び／又は消去するのに使用することができる。
【００１９】
ホログラフィディスクを事前作成するのに逆伝播ビームによってマイクロホログラムを記録することが、エンドユーザデバイスのマイクロホログラム変更の複雑性を低減することができる一方で、ディスクを事前作成するプロセスは、本技術によって改善することもできる。説明したように、ホログラフィディスク１０を事前作成するとき、ディスク１０は、ディスク１０に導かれる重畳する逆伝播ビームがディスク１０の選択されたトラック１２及び／又は層上にマイクロホログラムを記録することができるように、ホログラフィシステム内で回転する。ディスク材料の機械強度によりある程度制限されるディスク１０の回転速度は、マイクロホログラムの記録可能速度（伝送速度と呼ばれる）を制限する。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商標）の通常のディスク回転速度は、１２倍ＢＤ速度で、約４３０メガビット／秒の１チャンネルシステムの伝送速度となる可能性がある。この伝送速度において、ディスクのデータ層当りの記録時間は、約５００秒である。
【００２０】
１以上の実施形態では、ホログラフィディスク１０の伝送速度を増大させ、その記録時間を低減するのに、平行マイクロホログラム記録技術を使用することができる。例えば、平行マイクロホログラム記録は、ディスク１０の複数のトラック１２を照射するのに複数のビームをホログラフィディスクに導くことを含むことができる。ビームは、同じ組の光学要素を通ってほぼ同じ方向に伝播する光を集めることを指すことができ、様々な光源から発した光を含むことができる。複数の重複する逆伝播ビームが、ディスク１０の平行トラック１２内に記録される複数のマイクロホログラムをもたらす、複数の照射スポットの干渉パターンを形成することができるように、反対方向から複数のビーム（即ち逆伝播ビーム）をディスク１０の複数のトラック１２に導くこともできる。さらに、ある実施形態では、重畳するビームは、データ層平面の比較的小さい領域を有する集束スポットにおいて干渉することができる。干渉パターンの集中照射スポットは、非照射領域によって分離することができる。データ層上の照射領域を制限することにより、記録されるマイクロホログラムの深部領域は、所望のサイズに制限され、及び／又は所望のデータ層に制限することができる（例えば約０．０５μｍ〜５μｍ）。
【００２１】
図３Ａ及び３Ｂの概略図は、マイクロホログラムを平行に記録する、２つの異なる手法を比較する。図３Ａでは、単一ビーム手法４２を使用する広範囲の照射は、マスターディスク４６内の比較的広範囲を（例えば、複数のデータトラック１２にわたって）照射するために単一ビーム４４を使用することを含む。マスターディスク４６は、複製ディスク１０上に複製するデータを含むことができ、広範囲の複数データトラック１２は、単一ビーム４４によって、複数のデータトラック１２上のデータを同時に複製することができる。マスターディスク４６からの反射光４８は、図３Ａにレンズとして表される光作像システム５０を通過することができるが、光作像システム５０は、反射光４８を集束し、集束反射光５２を複製ディスク１０に導くことができる。集束反射光５２及び参照ビーム５４が逆伝播し、干渉し、ホログラムパターン５６を形成することができるように、単一の広範囲参照ビーム５４を複製ディスク１０の反対側に導くこともできる。複製ディスク１０は、鉛直線Ｌ0、Ｌ1、及びＬ2により表される複数のデータ層を有することができる。
【００２２】
しかし、単一ビーム４４及び５４の照射視野の増大は、通常、複製ディスク１０内に記録されるホログラムの深部領域の増大をもたらす。深部領域の増大特性は、ディスク１０のより大きい厚さ（単一ビーム４４及び５４の方向）を貫通し、複数層を貫通する可能性があるホログラムのサイズの増大を指すことができる。例えば、単一ビーム４４及び５４のいずれも層Ｌ1に導くことができるとき、このようなページに基づく広範囲照射システムに通常使用する線形材料は、広い照射範囲に対して比較的高感度である可能性があり、隣接層Ｌ0及びＬ2の材料は、単一ビーム４４及び５４に影響を受ける可能性もある。従って、１つのホログラフィパターンの記録が複数のデータ層を必要とする可能性があるので、ホログラム記録における深部領域の増大は、ホログラフィディスク１０のデータ容量を制限、又は低減する可能性がある。
【００２３】
本技術の１実施形態を、図３Ｂの複数平行ビーム手法５８に示す。図３Ａの単一ビーム手法４２のように、単一ビームによって比較的広範囲を照射するのではなく、複数平行ビーム手法５８は、ホログラフィディスク１０に複数の逆伝播平行ビームを当てることを含む。１実施形態では、複数の平行信号ビーム６０が、マスターディスク４６に導かれ、マスターディスク４６からの反射光６２は、図３Ｂにレンズとして表される光作像システム５０を通過することができるが、光作像システム５０は、反射光６２を集束し、集束反射光６４を複製ディスク１０に導くことができる。
【００２４】
複数の平行参照ビーム６６をディスク１０の反対側に導くこともできる。ある実施形態では、平行参照ビーム６６及び平行信号ビーム６０を、共通の平行チャンネル光源１８（図２）から分割することができ、ある実施形態では、平行参照ビーム６６及び平行信号ビーム６０を、様々な光源から伝送することができる。平行参照ビーム６６及び集束反射光６４は、逆伝播し、干渉し、ディスク１０のデータ層（例えばデータ層Ｌ1）上に干渉パターンを形成することができる。干渉パターンは、非照射領域により分離される複数の照射スポット（例えば、各スポットが逆伝播平行ビームの対の１つの干渉に対応することができる）を含むことができる。干渉スポットのそれぞれは、データ層Ｌ1内のマイクロホログラム６８を形成することができる。（単一ビーム手法４２での広範な領域ではなく）データ層Ｌ1のデータ層平面全体の領域に対してデータ層平面のわずかな部分のみを照射するので、照射パターンのビームスポット（又はマイクロホログラム６８）のそれぞれを１つのデータ層Ｌ1内に比較的集束することができ、ディスク１０のデータ容量を増大させる可能性がある。
【００２５】
ある実施形態では、平行マイクロホログラム記録に複数の平行ビームを使用することは、図４に示す複数の光学ヘッドを利用する可能性がある。光学ヘッド７０は、単一ビームを照射することができ、複製システム１６（例えば図２）内の複数の光学ヘッド７０を、ディスク１０のデータトラック１２上にビーム６０がそれぞれ当たるように配置することができ、複数のビーム６０が複数のトラック１２に平行に照射するようにする。ある実施形態では、各光学ヘッドは、ビーム６０をトラック１２上に集束するように構成された別個の光学素子を有することができる。さらに、光学ヘッドの追加の組は、ディスク１０に反対方向から当たるように構成することができ、各光学ヘッド７０から放射された平行ビーム６０が、逆伝播し、ディスク１０の１層内のデータトラック１２で干渉するようにする。ある実施形態では、光学ヘッド７０は、１以上のドーブプリズム、ペンタプリズム、又は他の光学要素を含むことができる。
【００２６】
図５に示す別の実施形態では、複数の平行ビームを使用する平行マイクロホログラム記録は、光学素子の１組から複数の光ビーム６０を平行に伝送する光学ヘッド７２を利用することができる。１実施形態では、単一の光学ヘッド７２からの複数の平行信号ビーム６０を、光ビームを伝送するのに適した個々のファイバの束を通って伝送させることができ、各ビームが、光学ヘッド７２からディスク１０の複数のトラック１２上に伝送されるとき、離散的となるようにする。説明するように、光学ヘッド７２は、複数のビーム６０によってデータ平面（例えば、ディスク１０の１以上のデータ層）上に形成される照射パターンを縮小するように構成された作像光学素子を含むことができるか、又はその作像光学素子に結合することができる。照射パターンの縮小によって、各照射スポットがディスクのデータトラック１２に記録される確率が増大する可能性がある。ある実施形態では、光学ヘッド７２は、ドーブプリズム、ペンタプリズム、又は他の光学要素を含むことができる。ディスク１０の反対側から個々のファイバの別の束を有する別の光学ヘッド７４から逆伝播平行ビーム６６を伝送することにより、又は平行ビームを（図２に関して論じたように）信号ビーム６０及び参照ビーム６６に分割することにより、逆伝播平行信号ビーム６０を得ることができる。
【００２７】
１以上の実施形態では、個々の光ファイバの束は、複数のビーム（即ち光波）をホログラフィディスク１０に伝送するのに使用することができる。例えば、ファイバ束は、複数のビーム６０を伝送するのに適した複数の光学ヘッド７０、又は単一の光学ヘッド７２を通して光波を出力することができる。ファイバ束は、単一モードのファイバなどの複数の光ファイバを含むことができる。ある実施形態では、ファイバ束は、複数の偏光保持光ファイバ（ＰＭＦ又はＰＭファイバ）を含むことができる。ＰＭファイバは、ファイバを通して伝送される直線偏光した光波の偏光が光波の伝播中に保持される、光ファイバである。ある実施形態では、記録用又は逆伝播する光波は、各ＰＭファイバを通って伝播し、ディスク１０上にマイクロホログラムを事前記録することができる。光波は、通常、ＰＭファイバ内に発射される前に偏光素子によって偏光され、ＰＭファイバ内の温度及び応力などの様々な要素に応じて、偏光された光波の偏光を、ＰＭファイバの入力部から出力部までほぼ保持することができる。
【００２８】
図６は、本技術に使用することができるＰＭファイバの３つの例の断面図を示す。ＰＭファイバ７６、７８、及び８０は、それぞれ、ファイバコア８２内に応力を誘導するように設計することができる。例えば、ＰＭファイバ７６は、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）により製造されたＰａｎｄａＰＭファイバと同様である可能性があり、ＰＭファイバ８０は、Ｆｉｂｅｒｃｏｒｅ（登録商標）により製造されたボウタイＰＭファイバと同様である可能性がある。ＰＭファイバの他の構成及びタイプは、本技術に応じて使用することができる。応力は、ＰＭファイバ７６、７８、及び８０の全長を通して、コア８２と位置合わせされた様々な形の応力ロッド８４によって誘導することができる。ある実施形態では、加わった温度は、ＰＭファイバ７６、７８、及び８０を通って伝播する光波の偏光を保持するのに寄与する、ファイバコア８２上の応力ロッド８４の熱膨張をもたらす可能性がある。
【００２９】
複数のＰＭファイバ７６、７８、及び８０を有するＰＭファイバ束によりホログラフィディスク１０に事前記録することによって、照射光スポットのパターンは、ディスク１０上に形成され、ディスク１０の複数のデータトラック１２上に記録することができる。説明したように、ディスク１０が回転しながら複数の平行データトラック１２上に記録することによって、伝送速度は増大し、ディスク１０にデータを事前作成し、又は書き込むのに必要な時間は減少する。しかし、ＰＭファイバ７６、７８、及び８０の束の平行性及び物理的接近性は、伝播光波の隣接するチャンネル間に干渉をもたらす可能性がある。図７及び８は、隣接するチャンネル間で干渉がどのように起こる可能性があるかを示す。図７では、平行信号ビーム２６は、光学システム２８（例えばレンズ）を通過することができ、集束信号ビーム３０は、ディスク１０の方に導くことができる。集束信号ビーム３０は、ディスク１０の平面上に集束し、マイクロホログラムに平行に書き込むことができる。
【００３０】
図７の拡大図を図８に示すが、集束信号ビーム３０は、焦点面８６上の複数の照射スポット８８上に集束する。複数の照射スポット８８のそれぞれは、マイクロホログラムを示すことができ、ディスク１０の異なるデータトラック１２上に集束することができる。焦点面８６は、ディスク１０の１つのデータ層又は複数のデータ層を表すことができる。図８に示すように、ビーム３０は、焦点面８６のスポット８８上に集束する前に重畳し、ディスク１０内に干渉領域９０を形成する。図８に影の領域として表した干渉領域９０がディスク１０内で発生すると、事前に記録された層のデータエラーにつながる可能性があるクロストークが発生する可能性がある。例えば、干渉領域９０が、事前に記録された焦点面９２（例えば、事前に記録された層）上に発生すると、焦点面９２上にデータエラー又はデータの消去が発生する可能性がある。
【００３１】
ある実施形態では、平行データチャンネルの干渉及び／又はクロストークを最小化するのに、様々な偏光又は波長制御方式を使用することができる。このような技術を図９〜１２において全体的に説明する。ある実施形態では、ＰＭファイバ束９８は、複数のＰＭファイバ９６を含むことができる。図９に示すように、平行ＰＭファイバ９６のそれぞれを通って伝播する光波の偏光９４は、１方向に並ぶことができ、光波間のクロストークは、より小さいコヒーレンス長（約３０μｍ）を有する光波を、ファイバ束９８の入力部に結合する１以上のレーザダイオード内に導くことによって低減することができる。ファイバ束９８に入力する光波の１以上のコヒーレンス長を低減することによって、ディスク１０内の干渉の確率を低減することができる。
【００３２】
別の実施形態では、平行データチャンネル間のクロストークは、図１０に示すように、隣接する光波が直交偏光するように構成することによって低減することができる。ファイバ束９８内の隣接するＰＭファイバ９６の光波間の直交出力偏光１００は、ディスク１０上の出力光波の干渉を低減することができる。ある実施形態では、様々な光偏光素子は、光波を偏光して直交出力偏光１００を発生させるのに使用することができ、ある実施形態では、様々なタイプのＰＭファイバ７６、７８、及び８０は、ファイバ束９８内の平行光波の偏光状態に応じて、偏光状態を保持するのに使用することができる。例えば、ＰＭファイバ７６は、ある偏光方向に使用することができるが、ＰＭファイバ７８は、別の偏光方向に使用することができる。
【００３３】
ディスク１０内の出力光波の干渉を低減するのに、ＰＭファイバ束９８を通して入力される光波の波長を制御することもできる。例えば、図１１に示すように、ファイバ束９８に入力する複数のレーザダイオードは、同じ波長（λ1）１０２で放射することができ、光波間のクロストークは、より小さいコヒーレンス長を有する光波を、レーザダイオードの１以上に導くことによって低減することができる。ＰＭファイバ９６のそれぞれを通して同じ波長の光を放射し、光波の１以上のコヒーレンス長を低減することによって、ファイバ束９８から出力される光波の干渉を低減することができる。
【００３４】
さらに、別の実施形態では、平行データチャンネル間のクロストークは、図１２に示すように、隣接する光波が様々な波長を有するように構成することによって低減することができる。例えば、複数のレーザダイオードは、２以上の波長（λ1及びλ2）１０４で光波をファイバ束９８に入力し、ディスク１０内の出力光波の干渉を低減することができる。以下の式（１）に説明するように、光波のコヒーレンス長は、その光波と、隣接する光波との間の波長の分離によって影響を受ける。２つの隣接する光波の波長間の分離が大きくなるほど、コヒーレンス長は小さくなる。
【００３５】
【数１】
0005816046.tif 000002
様々な実施形態では、平行データチャンネル間のクロストークを低減する上述の技術は、別々に、又は組み合わせて使用することができる。例えば、ファイバ束９８は、同じ又は異なる出力偏光、コヒーレンス長、及び／又は波長を有する光波を伝送するように構成することができる。様々な特性を有するＰＭファイバ９６をファイバ束９８内に交互に並べる（例えば、交互配置する）ことができる。さらに、ファイバ束９８の各ＰＭファイバ９６は、一定の出力偏光、コヒーレンス、及び／又は波長を有する光波を伝送するように構成することができ、あるいは、ファイバ束９８の各ＰＭファイバ９６は、様々な特性を有する光波を伝送するように構成することができる。
【００３６】
ある実施形態では、ホログラフィディスク上にデータを平行に事前記録し、及び／又はデータを平行に記録する技術は、複数のレーザスポットを配置することも含み、従って、記録プログラムを通して各レーザスポットをディスク１０上のデータトラック１２に記録する。データトラックピッチが、ＣＤディスクで約１．６μｍ、ＤＶＤで約０．７４μｍ、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商標）で約０．３μｍであるとき、複数のデータトラックにわたる複数のレーザスポットの正確性を制御するのに、十分な測定精度を使用することができる。１以上の実施形態では、ファイバ束９８内のＰＭファイバ７６、７８、及び８０の配置を制御するのに、取付構造体を使用することができる。取付構造体の１例は、複数のＰＭファイバ９６を挟み込む溝付上部１０６及び溝付下部１０８を含む、図１３に示す溝付構造体である。溝付上部１０６及び溝付下部１０８のそれぞれは、ＰＭファイバ９６を所定の位置に保持する傾斜面を有する。１実施形態では、隣接するＰＭファイバ９６の中心間運動を、約±０．２５μｍ内に抑えることができる。ファイバ束９８が、約１：５に縮小して出力光を焦点面に導くので、焦点面の最終位置公差は、約±０．０５μｍとすることができ、その公差は、約０．３μｍのＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商標）トラックピッチよりも大幅に小さい。
【００３７】
隣接するＰＭファイバ９６の中心間間隔（即ちピッチ）は、通常、約２０μｍ〜２５０μｍである。しかし、標準的ファイバ束９８ピッチは、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（商標）のピッチ（０．３μｍ）よりも大幅に大きい。１以上の実施形態では、ホログラフィディスク１０内の隣接するデータトラック１２には、ファイバ束９８を回転させることによって平行に記録することができる。ファイバ束９８の回転角度は、ディスク１０上の照射スポット間の間隔を制御する（例えば縮小する）ように調整することができる。例えば、ファイバ束９８内のＰＭファイバ９６のピッチ、ファイバ束９８の回転角度、及びディスク１０内のトラック１２のピッチ間の関係を、以下の式（２）に表すことができる。
【００３８】
【数２】
0005816046.tif 000003
ここで、Ｐtrackはディスク１０内のトラック１２のピッチであり、Ｐbundleはファイバ束９８内のＰＭファイバ９６のピッチであり、θはファイバ束９８が回転する角度である。
【００３９】
様々な実施形態では、様々なホログラフィシステムは、データトラック１２間の様々な間隔を含むことができる。本技術によれば、ファイバ束９８によって出力される照射スポットの所望のトラック間隔を得るために、ファイバ束９８を通って伝播するビームの伝播に沿った様々な角度にファイバ束９８を回転させることができる。さらに、反対側のファイバ束９８は、反対方向からデータ面８６内のデータトラック１２上で十分に重畳する、逆伝播光波を出力するように回転、又は構成することもできる。
【００４０】
より小さいトラックピッチを有するトラック１２上に照射スポットを形成するのにファイバ束９８を回転させることを図１４に示す。ある実施形態では、ファイバ束９８は、１次元アレイ１１２の形態とすることができる。このアレイ１１２は、１２７μｍのファイバ間隔を有することができ、ほぼトラック１２に沿って照射スポット１１０を形成するのに３０°の角度θだけ回転することができる。角度θは、トラックピッチＰtrackに基づいており、より大きいファイバ束ピッチＰbundleは、より小さいトラックピッチＰtrackを有するディスク１０上に照射スポットを形成するのに、より大きい回転角度θを必要とする可能性がある。
【００４１】
ある実施形態では、ファイバ束９８は、図１５に示すように、２次元ファイバアレイの形態とすることができる。２Ｄファイバアレイ１１４は、８０μｍのファイバ間隔を有することができる。２Ｄファイバアレイ１１４は、図１４で説明した１Ｄファイバアレイ１１２よりも小さいトラックピッチを有することができるので、２．５°のより小さい角度θだけ回転することができる。
【００４２】
１以上の実施形態では、ファイバ束９８を通ってディスク１０又はディスク１０内の１以上のデータ層に伝送される光は、複数の光波を伝送する光学ヘッド（例えば図５の光学ヘッド７２）に結合する作像光学素子を使用することによって、所望のデータトラック１２上にさらに集束させることもできる。光学ヘッド７２は、データ面（例えば、ディスク１０の１以上のデータ層）上にファイバ束９８から出力される複数のビームによって形成される、照射パターンを縮小するように構成された作像光学素子を含むか、又はその作像光学素子に結合することができる。照射パターンのサイズを縮小することによって、各照射スポットをディスクのデータトラック１２に記録する確率が増大する可能性がある。ある実施形態では、画像縮小率と呼ばれる、ファイバ束９８から出力される原型と比較した照射パターンを縮小する倍率は、約２：１〜１０：１とすることができる。
【００４３】
本明細書では、本発明のある特徴のみを例示及び説明してきたが、当業者なら多くの変形及び変更を想起するであろう。従って添付された特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内に収まるそのような変形及び変更の全てをカバーすることを意図していることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ホログラフィディスク
１２  データトラック
１４  主軸穴
１６  複製システム
１８  光源
２０  信号ビーム
２２  参照ビーム
２４  信号変調
２６  変調信号ビーム
２８  光学素子兼サーボシステム
３０  集束信号ビーム
３２  光学素子兼サーボシステム
３４  集束参照ビーム
３６  検出ビーム
３８  信号検出
４０  プロセッサ
４２  単一ビーム手法
４４  単一ビーム
４６  マスターディスク
４８  反射光
５０  光作像システム
５２  集束反射光
５４  単一参照ビーム
５６  マイクロホログラム
５８  複数平行ビーム手法
６０  平行ビーム
６２  反射光
６４  集束反射光
６６  平行参照ビーム
６８  マイクロホログラム
７０  光学ヘッド
７２  複数のビームを伝送する光学ヘッド
７４  複数のビームを伝送する光学ヘッド
７６  ＰＭファイバ
７８  ＰＭファイバ
８０  ＰＭファイバ
８２  ファイバコア
８４  応力ロッド
８６  焦点面
８８  照射スポット
９０  干渉領域
９２  焦点面
９４  偏光
９６  ＰＭファイバ
９８  ファイバ束
１００  偏光
１０２  波長
１０４  波長
１０６  溝付上部
１０８  溝付下部
１１０  照射スポット
１１２  ファイバアレイ
１１４  ファイバアレイ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−３Ｂ】
0005816046.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005816046.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0005816046.tif 000015
【図１３】
0005816046.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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